Questões de Concurso
Sobre força gravitacional e satélites em física
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Ao apresentar esse episódio em uma aula sobre a Lei da Gravitação Universal, um estudante afirma que a bolsa permaneceu em órbita porque, no espaço, praticamente não existe gravidade.
Considerando essa manifestação, assinale a opção que indica a intervenção do professor que favorece a construção de uma compreensão cientificamente adequada.
Com base nos dados apresentados e nas relações entre Sol, Terra e Lua, avalie as seguintes afirmações:
1. Nos dias 02 e 16, Sol, Terra e Lua encontravam-se aproximadamente alinhados.
2. Nos dias 09 e 23, as direções que ligam a Terra ao Sol e a Terra à Lua eram aproximadamente perpendiculares entre si.
3. As menores amplitudes observadas nos dias 09 e 23 indicam que a influência gravitacional da Lua sobre os oceanos terrestres era nula ou desprezível.
4. As marés resultam principalmente da atração gravitacional exercida pela Lua e, em menor intensidade, pelo Sol.
Estão corretas as observações
Sobre a influência da força centrífuga associada à geração das marés, assinale a opção correta.
Dados:
δ é a declinação da lua;
R é a distância ao eixo de rotação da Terra; e
C é o centro da Terra.
Um satélite, de massa m, em órbita em torno do planeta "Zulu", de massa M, precisará incluir em sua estrutura novas placas fotovoltaicas, o que adicionará 3m à sua massa original. Encontre a nova velocidade angular de translação ω desse satélite e sua energia cinética após a alteração supracitada e assinale a opção correta.
Dados: R = Distância do satélite ao planeta; M = Massa do planeta; m = massa do satélite.
"O valor da força gravitacional entre dois corpos é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao __________ da distância entre eles."
Assinale a alternativa que corretamente preenche a lacuna no excerto:
Coluna 1
1. Razão entre a energia cinética (k) e o módulo da energia potencial gravitacional (|U|) para um satélite em órbita circular estável.
2. Fator de proporcionalidade entre a velocidade de escape (ve) e a velocidade orbital (vorb) na superfície de um planeta, desprezando o atrito atmosférico.
3. Razão entre os quadrados dos períodos orbitais (T1/T2)2 de dois satélites que orbitam a mesma massa central em raios r1 e r2 = 4r1.
4. Proporção da aceleração da gravidade g(r) a uma distância r = 3R do centro de um planeta em relação ao valor medido na superfície (g0).
Coluna 2
( ) 1/9.
( ) 1/2.
( ) √2.
( ) 1/64.
A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:
Com base nas leis da mecânica clássica, julgue o item subsequente.
Em primeira aproximação (problema de dois corpos e órbita
circular), a velocidade orbital da Lua ao redor do Terra é
dada por
, em que M é a massa da Terra, r é o raio
orbital e G é a constante gravitacional.
Com base nas leis da mecânica clássica, julgue o item subsequente.
A força da gravidade exercida em um satélite geoestacionário é irrelevante, pois o satélite mantém sua posição fixa no céu, exclusivamente devido à sua tendência natural de persistir em um movimento retilíneo uniforme.
(Disponível em: https://www.gov.br/aeb/pt-br/assuntos/noticias/ com-sucesso-satelite-cbers-4-completa-tres-anos-em-orbita. Adaptado)
Supondo que a intensidade do vetor campo gravitacional na altura da órbita em que se encontra o satélite seja dada por:
Desprezando efeitos da rotação, da atmosfera e das irregularidades na distribuição da massa terrestre sobre o satélite, a intensidade do campo gravitacional terrestre que atua sobre esse satélite é, em metros por segundo ao quadrado, de, aproximadamente,
Dado: Aceleração da gravidade na superfície da Terra = 10 m/s2
Considerando que a massa da Terra é M = 5,98×1024 kg, que a constante Gravitação Universal é G = 6,67×10−11 N.m2/kg2 e que o raio da Terra é r = 6370 km, assinale a alternativa que apresenta, cor reta e aproximadamente, a energia mecânica da bola em sua orbita.
v = H0r
A relação acima, na qual H0 é denominada “constante de Hubble”, é atualmente conhecida como lei de Hubble. Na Figura 1 abaixo, os pontos pretos utilizados por Hubble em 1929 representam os dados de distância e velocidade para 24 galáxias, enquanto os pontos claros na Figura 2 mostram dados atualizados em 2025, obtidos do catálogo de nebulosas disponibilizado pela NASA/Caltech.
A partir da análise dos gráficos acima, é correto afirmar que:
Suponha‑se que, um satélite seja colocado em uma órbita elíptica em torno da Terra, de forma que o ponto mais distante da superfície terrestre esteja a 400 km e o ponto mais próximo está a 200 km. Nesse caso, é correto afirmar que o semieixo maior da órbita é de 6.700 km.
Suponha‑se que um satélite de 1.000 kg esteja em órbita circular a uma altura de 400 km da superfície da Terra. Nesse caso, sabendo‑se que a aceleração da gravidade na superfície é 10 m/s², é correto afirmar que o valor da aceleração gravitacional, aproximada, nessa altura é expressa por
(__)Na teoria de Newton, a força gravitacional é uma interação de contato, que depende da existência de um meio invisível, chamado éter, que preenche todo o espaço e transmite a atração entre os corpos.
(__)A interação gravitacional entre duas massas é sempre de natureza atrativa e as forças exercidas formam um par ação-reação, ou seja, são iguais em intensidade e opostas em sentido, atuando cada uma em um dos corpos.
(__)Assim como ocorre com as cargas elétricas, a força gravitacional pode ser tanto atrativa quanto repulsiva, dependendo da composição ou do tipo de massa dos corpos que interagem.
(__)O conceito de "campo gravitacional" é um modelo teórico desenvolvido para descrever como a gravidade atua, postulando que uma massa modifica o espaço ao seu redor, e é essa modificação no espaço que exerce uma força sobre outras massas.
Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo: